内容发布更新时间 : 2024/11/17 5:55:47星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

***：轮机工程专业毕业论文

燃料在炉膛内燃烧所产生的高温烟气在水管外侧横向冲刷管壁，与管内流动的炉水进行热交换，并产生一定参数的蒸汽。该型锅炉具有布置合理，水循环良好，启动迅速，热效率高等优点，它能提供较高参数的蒸汽，是较经济的一种锅炉。 1.3 烟管—水管联合式辅锅炉

属组合型，兼有水、火管锅炉部分特点，但因结构复杂、笨重，故目前选用不多。 上述三类辅锅炉在船舶上大多是自成一单独系统，常见的蒸汽参数：蒸汽压力P=0.49—0.69MPa表压；蒸汽产量D=3.0—20t∕h。该类锅炉一般要求设置辅助受热面、经济器、空气预热器等。 1.4 废弃锅炉

它不是独立的整体，而是配置在主机的排烟管上，用以回收主机排除烟气中的余热，故称废弃锅炉。废弃锅炉力求结构简单，维护方便及安全可靠等。因此，一般都采用烟管式结构。废弃锅炉蒸汽压力低，蒸汽产量随主机类型、功率大小、蒸汽压力高低而变化。在现代船舶上，主机为重、大型内燃机的排气管道上，大多配置了废弃锅炉或新型的热管式辅助锅炉[1]。

2 锅炉的结构与附件

2.1 锅炉的基本组成和工作原理

将其它热能转变成其它工质热能，生产规定参数和品质的工质的设备称为锅炉。船舶辅锅炉按结构主要分为燃油锅炉和废气锅炉，燃油锅炉又可按受热面特点分为烟管锅炉和水管锅炉。废气锅炉按结构形式又可分为立式烟管锅炉，强制循环水管废气锅炉。锅炉的附件主要有水位计，给水阀蒸汽阀，表面排污阀，底部排污阀，水样阀，空气阀，仪表阀等[2]。

船舶锅炉是由锅炉本体和辅助设备所组成。锅炉本体的任务是将燃料的化学能通过燃烧和传热转换为蒸汽的热能。辅助设备是由提供锅炉工作所必须的设备和工作系统。

锅炉本体包括有炉膛、蒸发受热面、蒸汽过热器、省煤器、空气预热器等。 2.2 锅炉本体的组成

1）炉膛

炉膛是燃油进行雾化燃烧的场所，它的作用是提供足够的空间使燃油得以充分的燃烧，同时，使燃烧发出的热量不会散失到锅炉外面去。

2

***：轮机工程专业毕业论文

炉膛由耐火砖墙和水冷壁组成。水冷壁就是铺设在炉膛内壁上的沸水管，它可以保护耐火砖墙不至于过热而损坏。但是由于它是吸收高温辐射热，所以热负荷非常高，成为蒸发受热面的重要组成部分。

2）蒸发受热面

在锅炉中直接受热并产生饱和蒸汽的锅筒或管束，统称为蒸发受热面。在蒸发管束中烟气通过对流传热方式，将热量传给管束中的锅水。

3）蒸汽过热器

蒸发受热面产生的蒸汽是含有一定湿度的饱和蒸汽，它聚集在汽包上半部的蒸汽空间中。如果动力机械需要过热蒸汽，则必须将汽包中湿蒸汽过热器进行再加热。

蒸汽过热器由管子组成，其受热面的多少及放置的位置是根据蒸汽参数的高低而异。

4）省煤器

省煤器也称为经济器，它也是由管子组成，用来加热进入锅炉的给水。由于它是安装在蒸发受热面的后面，吸收烟气中的预热，所以它能达到节能的作用。

为了构成必要的传热温差，蒸汽压力越高，烟气离开蒸发管束的温度也越高，因此，为了保证中、高压锅炉的高效率，必须用省煤器来回收烟气中的预热，以达到节能的目的。

5）空气预热器

空气预热器是利用烟气的余热来加热助燃的空气以改善燃料的燃烧。空气预热器通常是安装在省煤器的后面，所以也是一种节能装置。

由于省煤器和空气预热器都是安装在蒸发管束的后面，所以统称为尾部受热面。 2.3 锅炉的辅助设备

辅助设备包括有燃料和燃料系统、汽水系统、给水和水处理系统、通风系统、附件、监视仪表和控制设备等。 1）燃烧装置

燃油锅炉的燃烧装置包括有喷油嘴、调风机构和燃油系统。喷油嘴是将燃油进行雾化；调风机构是将助燃空气合理地导入炉膛中，使之能与雾化的燃油进行充分的混合；燃油系统是将燃油从油舱中抽出到日用油柜，以后再从日用油柜抽出进行加温、加压、过滤、最后送到喷油嘴进行雾化，因此，在燃油系统中包括有驳油泵、燃油加热器、加压泵、油滤器、燃油截止伐、各种监测仪表、以及燃油管路等[3]。

3

***：轮机工程专业毕业论文

2）给水系统和水处理系统

给水系统是由包括补充锅炉给水所必需的给水管道、给水加热器、机水泵、给水调节阀和给水管组成。

为了防止锅水中的杂质对锅炉受热面造成结垢和腐蚀，给水应进行必要的处理。水处理的方法可分为炉外处理和锅内处理，其目的是消除给水中的硬度和保持锅水具有适宜的碱度，以及消除给水中的溶解氧。

3）通风系统

通风系统的作用是将外界空气送入炉膛中拱燃料进行燃烧，以后将烟气引出锅炉排放到大气中去。

4）汽水系统

其中包括：(1)给水管路及管路上各种仪表和装置；(2)蒸汽管路及管路上的各种阀门；(3)凝水疏水管路 ；(4)排污管路；（5）锅炉附件、监测仪表和自动控制设备。锅炉附件和监测仪表是保证锅炉安全而经济地工作所必须的装置。

3 锅炉的自动控制

锅炉的自动控制是指对锅炉的给水、燃烧等热工过程变量的自动调节。具体表现为：安全保护；自动启动和停炉的程序控制；水位和汽压的自动调节；此外，锅炉汽压低于较低的调定值时会报警；高于某调定值时（例如0.79MPa）先是蒸汽管路的压力调节阀开启向冷凝器溢流；更高（例如0.83MPa）则报警；再高（例如0.86MPa）则自动熄火停炉；若以上措施未奏效，最后会达到安全阀的开启压力（例如0.9MPa).实现锅炉的自动控制，对安全运行、节能具有重要的经济意义。

依锅炉的结构、运行方式和所用的燃料不同，控制系统也有差异。一般小型锅炉只有水位调节系统，中型锅炉要有燃烧和炉膛压力调节系统，大型锅炉还要有氧量校正系统，而供应过热蒸汽的锅炉还需要增加过热蒸汽温度调节系统。 3.1 锅炉的水位自动控制系统

为了确保锅炉安全运行，必须对锅炉的水位进行控制，使汽包的水位保持在一定范围。

一般辅锅炉的水位大多采用双位控制：当水位降至最低工作水位时，给水泵启动补

4

***：轮机工程专业毕业论文

水；当水位升至最高工作水位时，给水泵停。油轮辅锅炉有采用比例控制的：调节给水泵的流量使之与水位相对于设定值的偏差成比例，可以减轻水位的变动。

图1是应用较多的三冲量给水调节系统。三冲量是指汽包水位、给水流量和过热蒸汽流量。其中水位是主信号,给水量是反馈信号,过热蒸汽量是前馈信号。当过热蒸汽流量改变时调节器立即调节给水量，当给水流量受到扰动时则能使给水流量恢复到原来值。因此，三冲量给水调节是一个前馈、反馈调节系统[3]。

图1 锅炉给水自动控制系统

***轮采用的是电极式水位监测装置，通过检测到的值来控制给水泵的启停，达到自动控制的目的。它是根据汽和水的导电率不同测量水位的。高压锅炉的炉水导电率一般要比饱和蒸汽的电导率大数万到数十万倍，电接点水位计是由水位测量容器、电极、

5